地球化学块体概念的外延

如题所述

地球化学块体的概念出现于地质学界对巨型矿床与普通矿床关系大讨论的背景之下,它为解释巨型矿床的成因提供了富有建设性的意见。同时,它用元素含量这一数字式参数为量化巨大“岩块”使地质科学向量化方向发展提供了具有启迪意义的线索。

启示一:描述地质块体的数字化方向与解构方向。

对于大地构造单元、地层区划单元、岩浆岩带的划分与描述,过去往往通过深大断裂来确定其边界,通过岩石组合来表示其主要物质构成而达到。这属于定性的描述。近来,地球化学块体-巨大“岩块”关系模型的建立,并用套合结构来追踪“岩块”的内部结构,这为“数字地球”时代提供了一条重要的线索:我们能否应用定量化的指标以数字形式来表达、区分地质块体?并且对地质块体的内部进行解构?

启示二:描述地质块体的数字化指标。

区域地球化学扫面计划的实施,积累了全国大部分地区海量的元素数据,通过地球化学块体这一工作模型的指导,已成功地对华南地区地球化学块体进行数字化描述(谢学锦等,2002)。元素含量成为描述区域地质块体的可利用性指标。

区域地球物理调查中,如大面积的航空磁测、1∶20万及1∶50万区域重力调查,均通过物理场强弱与变化来划分构造单元,著名的例子如利用航磁资料确定郯庐断裂带等,实质上就是通过物理场进行地质块体的数字化描述。

物理场和元素含量是描述地质块体的较为两种极端的指标。元素含量提供的是一个质量很小的样品的属性,而地球物理场则是对从地表到一定深度甚至到地幔、地核的质量巨大的“物理点”的属性。元素含量属微观层次,是对人类习以为常的手标本的“无限”分析;而地球物理场则属宏观层次,则是对“无数”手标本样品的“无限”综合。

那么,是否存在着介于元素含量与地球物理场之间的可以用于描述地质块体的指标呢?我们认为有:岩石手标本的综合属性如物理属性就有可能成为集元素含量与地球物理场双方优点的指标。

启示三:数字化地质块体的解构。

地球化学块体或地球物理区域场均已进行了地质块体结构的解构工作——从背景中根据“套合结构”逐步划分出异常。从背景到异常的确定就是一种对区域地质块体的解构过程。但是,目前地球化学块体基本上是用次生晕(由非基岩样品分析得到)的元素含量进行地表的二维平面的地质块体的解构,地球物理场是用重磁场、波速场等进行三维地质块体的解构,均属“地球形成与演化至今”的物质(元素、矿物、岩石组分)的现时的空间解构。

地质块体是由一个漫长演化过程而形成的,其经历了时间的流逝、空间的变换、能量的涨落,具有极其复杂性。并非一个“物质”所能包容它的万象。可能需要用地质块体的所有属性才能完整地加以描述。这样,有必要使用描述地质块体的非相关性指标进行块体的解构。如使用时间的指标,可以区分出地质块体的演化各阶段直至终止的全过程,即历史解析方法的应用,以进行某一时间阶段的空间解构。使用温度的指标则可确定块体形成的背景,如沉积岩的水成与岩浆岩的火成环境可以用温度来区分等。因此,对块体的解构是多样的,不一定仅局限于“元素”或“地球物理”的样式,即不一定仅局限于现时的对物质的空间解构。

地球化学块体概念的外延,或者说向地球化学块体的概念和地球物理区域场划分的方法借鉴思想,目的是发展定量化数字式的地质科学,可能具有一定的补益。

岩石物性块体的研究,就是基于这个想法逐步展开的。

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